Onderzoekers vinden ‘regeneratieknop’ (van een platworm)

De regeneratie van een wormpje

Mansi Srivastava en Andrew Gehrke (afb: Harvard)

Sommige gewervelde dieren zijn in staat hele ledematen weer aan te laten groeien. ‘Lagere’ diersoorten als wormpjes schijnen zelfs een nieuwe ‘kop’ met hersens te krijgen als de oude is verdwenen. Hoe hoger je in de soortenboom terecht komt hoe geringer het regeneratievermogen is. De mens heeft zelfs weefsels (hart en hersens) die bij beschadiging helemaal niet meer herstellen. Nu denken onderzoekers die ‘regeneratieknop’ gevonden te hebben: EGR. Tenminste, dat gen regel de regeneratie bij een bepaalde platworm.
Als je de poot van een salamander afhakt, groeit die weer aan. Een gekko die zich bedreigd voelt verliest zijn staart, die later weer aangroeit. Het kan nog stugger. Platwormen, kwallen en zeeanemonen kunnen weer tot een volwaardig exemplaar uitgroeien als ze in tweeën gehakt worden. (twee dus, denk ik).
Onderzoekster Mansi Srivastava van de Harvard-universiteit en haar medeonderzoeksters denken nu te weten hoe die beestjes ‘m dat lappen. Ze ontdekten dat in een platworm (Hofstenia miamia) een deel van het niet-coderende DNA de expressie van een ‘regeneratieknop’ stuurt: EGR (wat staat voor early growth response). Als EGR actief is dan stuurt dat het bijbehorende eiwit, Egr, het herstel aan door het in- en uitschakelen van andere genen. “Dat niet-coderende deel vertelt de coderende sectoren of ze uit of aan moeten. Je zou ze dus best als knoppen kunnen zien”, zegt medeonderzoeker Andrew Gehrke. Om dat voor elkaar te krijgen moet de normale dichte structuur van het wormen-DNA worden veranderd zodat de te activeren genen kunnen worden bereikt voor transcriptie op DNA. Kortom, een grootschalige operatie.

Om dat te kunnen bestuderen moesten de onderzoekers eerst het genoom van het wormpje aflezen. Srivastava: “Dat was nog niet eerder gedaan. We wisten al het een en ander over regeneratie uit ander onderzoek, maar er waren een paar redenen waarom we met andere wormen wilden werken. Een daarvan is dat ze een belangrijke plaats innemen in de ‘soortenboom’ (vrij vertaald; as). De manier waarop ze verwant zijn geeft ons de mogelijkheid iets te zeggen over de evolutionaire ontwikkeling.”
“De andere reden is dat ze geweldige proefdieren zijn. Ik ving de beestjes in Bermuda een paar jaar geleden tijdens eerder onderzoek en sedertdien bleek dat ze zeer bruikbaar zijn voor dit soort onderzoek, meer dan andere systemen.”
Die regeneratie brengt een heel proces op gang in het DNA. Gehrke onderscheidde maar liefst 18 000 delen van het wormen-DNA die veranderden voorafgaand aan het herstel.

Regeneratieknop

EGR leek de regeneratieknop (de aan/uitknop, in feite). Zonder EGR gebeurt er niks. “Dan herstellen de dieren niet”, zegt de onderzoekster. “Dan werken ook de andere schakelaars niet en gaat alles de mist in.”
Dat is natuurlijk leuk (of niet leuk) voor die wormpjes, maar wat heeft de mens daaraan? Gehrke: “EGR en andere genen die bij de regeneratie zijn betrokken heb je ook in andere soorten, ook de mens.” Srivastava: “We noemden dat gen EGR omdat de sequentie van het gen heel erg lijkt op een gen dat al bestudeerd is in mensen en andere dieren. Als je menselijke cellen in een kweek ‘pest’ met een gif of mechanisch, dan maken die cellen onmiddellijk EGR aan.”

Dat het niet bij hogere diersoorten zo goed werkt als bij dit platwormpje heeft er volgens de onderzoekster mee te maken dat de ‘bedrading’ toch niet helemaal hetzelfde is. “Waar EGR aanpakt in een mensencel zou wel eens anders kunnen zijn dan bij de gestreepte panterworm en wat Andrew gedaan heeft in dit onderzoek is uitzoeken hoe die ‘bedrading’ in elkaar steekt. We willen dus weten welke die verbindingen zijn en kunnen die mogelijk toepassen bij andere dieren, ook gewervelde die maar deels regenereren.”

Nu de onderzoekers er achter zijn hoe het werkt bij regeneratie, willen ze gaan kijken of dat hetzelfde proces is als bij de oorspronkelijke ontwikkeling van het beestje. Misschien zijn dat wel twee verschillende trajecten, stelt Srivastava. Er valt nog veel uit te zoeken.
“Ik denk dat we alleen nog maar aan het oppervlak hebben gekrabd”, zegt Gehrke. “We hebben naar een paar schakelaars gekeken. Er is ook nog een wisselwerking op grotere schaal, niet alleen het aan- en uitzetten van genen. Ik denk ook dat er meer lagen zijn.”
Srivastava: “Het is logisch als je ziet dat een gekko het kan dat je je afvraagt waarom een mens dat niet kan. Veel soorten kunnen regenereren en ander niet terwijl die dezelfde genen hebben als die gestreepte panterworm. Het antwoord gaat waarschijnlijk niet om of we die genen hebben maar hoe de ‘bedrading’ is. Het antwoord kan alleen uit het niet-coderende deel van het genoom komen.”

Bron: Science Daily

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.